JP2022172308A - Reciprocation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本願で開示および特許請求する発明は概して照射環境で使用できるツールに関し、具体的には、使用するにあたり沸騰水型原子炉の炉心シュラウドの内部領域に受け入れて、当該内部領域にデバイスを搬入するように構成されたツールに関する。 The invention disclosed and claimed herein relates generally to tools that can be used in an irradiated environment, and in particular, to be received in an interior region of the core shroud of a boiling water reactor in use to deliver devices to that interior region. regarding tools configured to
関連技術分野では多種類の原子炉の存在が知られている。そのような周知の原子炉には加圧水型原子炉(PWR)と沸騰水型原子炉(BWR)があるが、いずれも一般的に、原子力発電所の一部である発電機に接続される。 Many types of nuclear reactors are known to exist in the related art. Such well-known nuclear reactors include pressurized water reactors (PWR) and boiling water reactors (BWR), both of which are commonly connected to a generator that is part of a nuclear power plant.
原子炉内のさまざまな構成機器および構造物は、かかる構成機器および構造物の構造健全性を評価し修理の必要性を判断するために定期的に検査される。超音波検査は、原子炉の構成機器および構造物のひび割れを検知する周知の技術である。しかし、原子炉内の検査領域はアクセス上制約があるため、検査ツールを用いる評価には難しいところがある。例えば、BWRの炉心シュラウドのひび割れは、構造健全性を低下させ、プラントの運転に支障をきたすおそれがあるため、定期的な検査および評価の対象となる。しかし、炉心シュラウドの溶接部はアクセスが容易ではない。より具体的には、そのような炉心シュラウドの円筒形の外面へのアクセスは、一般的に、炉心シュラウドの外面と原子炉圧力容器の内面との間の環状空間内の、互いに隣接するジェットポンプの間の領域に限られる。超音波走査のためのアクセスは、原子炉圧力容器の内面とジェットポンプおよび他の付属品(炉心シュラウドの円筒形外面から半径方向外向きに突き出たライザーブレースやリストレーナブラケットなど)との間のさらに狭い空間内に制限される。さらには、具体的なプラント設備によるが、一部の炉心シュラウドおよび溶接された付属品は炉心シュラウド外面でまったくアクセス不能である。 Various components and structures within a nuclear reactor are periodically inspected to assess the structural integrity of such components and structures and to determine the need for repairs. Ultrasonic inspection is a well-known technique for detecting cracks in nuclear reactor components and structures. However, evaluation using inspection tools is difficult due to access restrictions in the inspection area within the reactor. For example, cracks in the core shroud of a BWR are subject to regular inspection and evaluation because they can degrade structural integrity and interfere with plant operation. However, core shroud welds are not easily accessible. More specifically, such access to the cylindrical outer surface of the core shroud is generally provided by adjacent jet pumps in the annular space between the outer surface of the core shroud and the inner surface of the reactor pressure vessel. limited to the area between Access for ultrasonic scanning is between the inner surface of the reactor pressure vessel and jet pumps and other accessories such as riser braces and restrainer brackets projecting radially outward from the outer cylindrical surface of the core shroud. Confined within a tighter space. Furthermore, depending on the specific plant equipment, some core shrouds and welded attachments are completely inaccessible on the core shroud outer surface.
さらに、原子炉内の検査領域は放射能が高く、同領域内で作業する作業員に安全上のリスクが及ぶ可能性がある。BWRなどの原子炉の検査および補修は、手動制御のポールとロープによって検査デバイスを操作および/または位置決めするのが一般的である。原子炉の運転停止時に、一部の構成機器の検査や補修を行うには、原子炉冷却材中の30~100フィートの深さに検査のためのマニピュレータ装置を設置する必要がある。そのような深さでマニピュレータを設置したり取り外したりする作業には比較的長い時間がかかるため、プラントの運転停止期間に影響が及ぶ可能性がある。また、検査の実施には、種々の検査デバイスに応じて異なるいくつかのマニピュレータ、あるいはマニピュレータの動作形態の変更を要することがあるため、さらなるマニピュレータの設置および取り外し作業と追加の費用が必要となる。設置と取り外しにかかる期間が長くなると、プラントの運転停止期間に影響が及ぶだけでなく、検査を行う作業員の放射線被ばくや汚染物質へ身をさらすことが増えることになる。 Additionally, inspection areas within the reactor are highly radioactive and can pose a safety risk to workers working within the area. Inspection and repair of nuclear reactors, such as BWRs, typically operate and/or position inspection devices through manually controlled poles and ropes. Inspection and repair of some components during reactor shutdown requires installation of inspection manipulator devices at depths of 30 to 100 feet in the reactor coolant. The operation of installing and removing manipulators at such depths takes a relatively long time, which can affect the duration of plant outages. Also, performing an inspection may require several different manipulators for different inspection devices, or a change in manipulator operation mode, which requires additional manipulator installation and removal work and additional costs. . Longer installation and removal times not only affect the duration of plant outages, but also increase the exposure of inspecting workers to radiation and contaminants.
したがって発電事業者は、放射線被ばくを減らし、発電所の運転停止コストとその影響を軽減するために、マニピュレータを設置したり取り外したりする回数を減らすことを望んでいる。発電事業者はまた、コストを減らし、運転効率をできるだけ上げることを望んでいる。したがって、改善策が望まれる。 Therefore, power producers want to reduce the number of installations and removals of manipulators in order to reduce radiation exposure and reduce plant outage costs and impacts. Power producers also want to reduce costs and maximize operating efficiency. Therefore, improvement measures are desired.
改良型ツールは、BWRの炉心シュラウドの内部領域に受け入れられるように構成されている。当該ツールは、当該内部領域にデバイスを搬入するように構成されている。このデバイスは、炉心シュラウドを超音波で走査できる検査用機器でも別のデバイスでもよい。当該ツールは、細長いフレームと、当該フレーム上の昇降装置と、当該昇降装置上のマニピュレータ装置とを含む。当該ツールはさらに、当該マニピュレータ装置上の往復移動装置を含み、当該往復移動装置は当該デバイスを搬送するように構成された取り付け台を有する。当該往復移動装置は、当該炉心シュラウドの内面の輪郭に整合する円弧状の細長いラックを含む。当該細長いラックを当該マニピュレータ装置に対して移動させると、当該ラック上の取り付け台および当該取り付け台に搭載された当該デバイスが円弧状経路を移動して、炉心シュラウドの円周方向の検査が行われる。当該昇降装置は、当該往復移動装置を細長い当該フレームに沿って移動させて、当該取り付け台およびその上に搭載された当該デバイスを当該炉心シュラウド上で軸方向に移動させるように作動可能である。当該マニピュレータ装置は、当該往復移動装置を収縮位置と展開位置の間で移動させるように作動可能であるが、当該マニピュレータ装置は、当該収縮位置において、当該フレームの細長い内部空間に収まり、当該展開位置において、当該内部空間から取り出されて、当該デバイスが検査のために展開される。当該収縮位置において、当該ツールは、当該BWRの上部格子板の開口を介して、原子燃料を取り出した後の燃料セルに装入することができる。当該ツールはさらに、当該フレームの端部に位置する足装置を含んでおり、当該足装置を炉心板上に嵌合すると、当該フレームを当該炉心板に対して当該フレームの長手軸を中心として旋回させることができる。 The improved tool is configured to be received in the inner region of the core shroud of a BWR. The tool is configured to load the device into the interior region. This device may be inspection equipment or another device capable of ultrasonically scanning the core shroud. The tool includes an elongated frame, a lifting device on the frame, and a manipulator device on the lifting device. The tool further includes a reciprocating device on the manipulator device, the reciprocating device having a mount configured to carry the device. The reciprocator includes an arcuate elongated rack that conforms to the contour of the inner surface of the core shroud. Movement of the elongated rack relative to the manipulator apparatus moves the mounts on the rack and the device mounted on the mounts in an arcuate path to perform a circumferential inspection of the core shroud. . The elevator is operable to move the shuttle along the elongated frame to axially move the mount and the device mounted thereon over the core shroud. The manipulator device is operable to move the reciprocating device between a retracted position and a deployed position, wherein the manipulator device fits within the elongated interior space of the frame in the retracted position and extends in the deployed position. , is removed from the interior space and the device is deployed for inspection. In the retracted position, the tool can be loaded through an opening in the BWR's upper grid plate into the fuel cell after the nuclear fuel has been removed. The tool further includes a foot device located at an end of the frame that, when fitted onto the core plate, pivots the frame relative to the core plate about the longitudinal axis of the frame. can be made
したがって、本願で開示および特許請求する発明の一局面は、BWRの炉心シュラウドの内部領域に受け入れられるように構成され、当該内部領域に検査デバイスまたは他のデバイスを搬入するように構成された改良型ツールを提供することである。 Accordingly, one aspect of the presently disclosed and claimed invention is a modified shroud configured to be received in an interior region of the core shroud of a BWR and adapted to carry inspection or other devices into that interior region. It is to provide tools.
本願で開示および特許請求する発明の別の局面は、当該上部格子板の開口を介して、当該原子燃料を取り出した後の当該BWRの燃料セルに装入することができる改良型ツールを提供することである。 Another aspect of the presently disclosed and claimed invention provides an improved tool that can be loaded into the fuel cell of the BWR after the nuclear fuel has been removed through the opening in the upper grid plate. That is.
本願で開示および特許請求する発明の別の局面は、取り付け台に設置されたデバイスを当該BWRの当該炉心シュラウドの内面上の円弧状経路に沿って移動させるように作動可能な往復移動装置を有する、改良型ツールを提供することである。 Another aspect of the presently disclosed and claimed invention has a reciprocator operable to move a mount-mounted device along an arcuate path on the inner surface of the core shroud of the BWR. , to provide an improved tool.
本願で開示および特許請求する発明の別の局面は、かかるツール上に受け入れ可能な往復移動装置であって、当該往復移動装置の取り付け台に設置されたデバイスを円弧状経路に沿って移動できるように構成された往復移動装置を提供することである。 Another aspect of the presently disclosed and claimed invention is a reciprocator receivable on such a tool for moving a device mounted on the reciprocator mount along an arcuate path. To provide a reciprocating device configured to:
本願で開示および特許請求する発明の別の局面は、昇降装置上に一対の動作形態のうちのいずれかの動作形態で取り付け可能なマニピュレータ装置を有する、改良型ツールを提供することである。当該マニピュレータ装置は、第1の動作形態において、当該昇降装置から概して当該足装置の方へ延びており、第2の動作形態において、当該昇降装置から概して当該足装置から離れる方向へ延びている。 Another aspect of the presently disclosed and claimed invention is to provide an improved tool having a manipulator device mountable in one of a pair of motion configurations on a lifting device. The manipulator device extends from the lifting device generally toward the foot device in a first configuration of operation and extends from the lifting device generally away from the foot device in a second configuration of operation.
本願で開示および特許請求する発明の上記のおよび他の局面は、沸騰水型原子炉の炉心シュラウドの内部領域に受け入れ可能なように、かつ当該内部領域にデバイスを搬入するように構成された改良型ツールによって提供される。当該ツールは概して、当該長手軸の方向に細長く、長手軸の方向に細長い内部空間を有するフレームと、当該フレーム上の昇降装置と、当該昇降装置上に設置され、少なくとも一部が当該内部空間に収まるマニピュレータ装置と、概して当該マニピュレータ装置上に設置され、細長い支持部を含む往復移動装置とを含み、当該往復移動装置はさらに、概して当該支持部上に設置され、当該デバイスを搬送するように構成された取り付け台を含み、当該昇降装置は当該マニピュレータ装置を当該フレームの長手方向の第1の位置と第2の位置の間で移動させるように作動可能であり、当該マニピュレータ装置は、当該往復移動装置を、当該支持部の少なくとも一部が当該内部空間内に収まる状態の第1の位置と、当該支持部および当該取り付け台が当該内部空間から取り出された状態の第2の位置の間で移動させるように作動可能であり、当該ツールはまた、当該フレームに設置され、概して多数の足および旋回機構より成る足装置を含み、当該フレームの端部に設置された当該多数の足は当該沸騰水型原子炉の燃料支持金具、制御棒案内管および炉心板のうちの少なくとも1つに嵌合するように構成されており、当該旋回機構は当該多数の足が当該燃料支持金具、当該制御棒案内管および当該炉心板のうちの当該少なくとも1つに嵌合すると当該フレームを当該多数の足に対して当該長手軸を中心として旋回させるように構成されていることを特徴とする。 The above and other aspects of the presently disclosed and claimed invention are improvements configured to be acceptable to, and to carry devices into, the interior region of the core shroud of a boiling water reactor. Provided by the type tool. The tool is generally elongated in the direction of the longitudinal axis and has an interior space elongated in the direction of the longitudinal axis; a lifting device on the frame; and a reciprocating device generally mounted on the manipulator device and including an elongated support, the reciprocating device further generally mounted on the support and configured to carry the device. a mounted mounting base, the lifting device being operable to move the manipulator device between a first position and a second position longitudinally of the frame, the manipulator device being adapted for the reciprocating movement moving the device between a first position in which at least a portion of the support is contained within the interior space and a second position in which the support and the mount are removed from the interior space; The tool also includes a foot assembly mounted on the frame and generally consisting of a number of feet and a pivoting mechanism, the multiple feet mounted at the end of the frame being attached to the boiling water. The pivoting mechanism is configured to fit into at least one of a fuel support fitting, a control rod guide tube and a core plate of a type nuclear reactor, and the pivoting mechanism has the plurality of legs attached to the fuel support fitting and the control rod guide. The frame is configured to pivot about the longitudinal axis with respect to the multiple legs upon mating with the at least one of the tubes and the core plate.
本願で開示および特許請求する発明の他の局面は、沸騰水型原子炉の炉心シュラウドの内部領域に受け入れ可能なツールに取り付けて、当該内部領域にデバイスを搬入するように構成された改良型往復移動装置によって提供される。当該往復移動装置は概して、当該ツール上に設置するように構成され、互いに反対側の第1の側面および第2の側面を有するプラットフォームと、当該プラットフォーム上の細長い支持部とを含み、当該支持部は互いに反対側の第1の端部および第2の端部を有し、当該支持部は当該プラットフォームに対して長手軸に沿う第1の方向へ移動可能であり、当該第1の方向へ移動すると、当該第1の端部は当該第1の側面から相対的に離れるように移動し、当該第1の方向とは反対向きの第2の方向へ移動すると、当該第2の端部は当該第2の側面から相対的に離れるように移動し、当該往復移動装置はさらに可撓性の細長いベルトを含み、当該ベルトはその長さ沿いの1つ以上の位置で当該プラットフォームに固着され、当該ベルトは当該支持部の少なくとも一部の周りに延びて閉ループを形成するため、当該支持部が当該第1の方向および当該第2の方向へ移動すると、当該ベルトは当該支持部の当該少なくとも一部との間で相対的に移動し、当該往復移動装置はさらに、当該ベルト上に設置され当該デバイスを搬送するように構成された取り付け台と、当該支持部と当該プラットフォームおよび当該ベルトのうちの一方との間に作動的に延びる駆動機構とを含み、当該駆動機構は、当該往復移動装置を当該往復移動装置の第1の状態と当該往復移動装置の第2の状態との間で移動させるように作動可能であり、当該第1の状態において、当該第1の側面から延びている当該支持部の部分は当該第2の側面から延びている当該支持部の部分より相対的に大きく、かつ当該取り付け台は相対的に当該第2の端部よりも当該第1の端部の近くに位置し、当該第2の状態において、当該第2の側面から延びている当該支持部の部分は当該第1の側面から延びている当該支持部の部分より相対的に大きく、かつ当該取り付け台は相対的に当該第1の端部よりも当該第2の端部の近くに位置している。 Another aspect of the presently disclosed and claimed invention is an improved reciprocating shroud mounted on a tool receivable in the interior region of the core shroud of a boiling water reactor and configured to deliver devices to the interior region. Provided by a mobile device. The reciprocating device generally includes a platform configured to mount on the tool and having first and second opposite sides and an elongated support on the platform, the support has first and second opposite ends, the support is movable relative to the platform in a first direction along the longitudinal axis, and moves in the first direction Then, when the first end moves away from the first side relatively and moves in a second direction opposite to the first direction, the second end moves to the Moving relatively away from the second side, the reciprocating device further includes a flexible elongated belt secured to the platform at one or more locations along its length; The belt extends around at least a portion of the support to form a closed loop, such that movement of the support in the first direction and the second direction causes the belt to extend over the at least a portion of the support. and the reciprocating device further includes a mount mounted on the belt and configured to carry the device; and one of the support, the platform and the belt. and a drive mechanism operably extending between the reciprocating device and the reciprocating device, the drive mechanism configured to move the reciprocating device between a first state of the reciprocating device and a second state of the reciprocating device. and in the first state the portion of the support extending from the first side is relatively larger than the portion of the support extending from the second side; The mount is positioned relatively closer to the first end than the second end, and in the second state the portion of the support extending from the second side extends from the second end. The portion of the support extending from one side is relatively larger and the mount is located relatively closer to the second end than to the first end.
本願で開示および特許請求する発明の詳細を、添付の図面を参照して以下に説明する。 The details of the invention disclosed and claimed in this application are described below with reference to the accompanying drawings.
同じ参照番号は、本明細書を通して同じ部分を指す。 The same reference numbers refer to the same parts throughout the specification.
本願で開示および特許請求する発明の一局面に基づく改良型ツール4を図1~12に略示し、その一部を図13~22に示す。ツール4は、図2に示す沸騰水型原子炉(BWR)10のような原子炉の内部領域8にデバイス6(図7)を搬入するように構成されている。デバイス6は、例えば超音波検査デバイスや他の検査または評価デバイスあるいは内部領域8の物体と物理的に相互作用する何らかのデバイス(非限定的な例として内部領域8にある物体を把持したり移動させたりするデバイス)でもよい。 An improved tool 4 according to one aspect of the invention disclosed and claimed herein is shown schematically in FIGS. 1-12, and partially shown in FIGS. 13-22. Tool 4 is configured to load device 6 (FIG. 7) into interior region 8 of a nuclear reactor, such as boiling water reactor (BWR) 10 shown in FIG. Device 6 may be, for example, an ultrasound inspection device, other inspection or evaluation device, or any device that physically interacts with objects in interior region 8 (as a non-limiting example, grasps or moves objects in interior region 8). device) may be used.
図2に示すように、BWR10の環状シュラウド12は原子炉圧力容器13の内部領域にある。シュラウド12の、原子炉圧力容器13とは反対側の内面14は、例えば超音波センサのようなデバイス6を搭載したツール4によるシュラウド12の検査を行うことができる表面である。図4からわかるように、シュラウド12には、垂直溶接部16と水平溶接部18のような多数の溶接部がある。本願に用いる表現「多数の」およびその変化形は、広義には、ゼロを除き1を含む任意の数量を指す。垂直溶接部16はシュラウド12の軸方向17に、また、水平溶接部18は周方向19(方位角の方向と呼ぶこともある)に延びていると言える。
As shown in FIG. 2, the
図2からわかるように、BWR10はさらに、炉心板20、その垂直上方に離隔した上部格子板26を含み、ツール4は炉心板20上に設置できる。BWR10内には運転時に原子燃料を受け入れる複数の燃料セル22が形成されており、各セルは上部格子板26に形成された開口を有する。なお、図2、4のBWR10は、図示を簡略化するためすべての燃料が取り出された状態にある。また、ツール4は、すべての燃料および他の物質を燃料セル22から取り出さなくてもBWR10で使用できる設計であることも明記しておく。すなわち、ツール4は、燃料を取り出した後の燃料セル22に装入されるが、そのセルに隣接する燃料セル22から燃料を取り出す必要性が最小限に抑えられた有利な構成である。例えば、図2において、ツール4は複数の燃料セル22のうちの燃料セル22Aに装入されている。図2はまた、ツール4が旋回して(その態様は以下で詳述)、その一部が隣接する燃料セル22Bおよび実際には燃料が装入されない隣接領域22C内へ突き出た状態を示している。したがって、燃料セル22Aにツール4を装入して燃料セル22A、22Bの近辺の内面14を検査するには、図2において燃料などの装入のない他の燃料セル22からの燃料などの取り出しは不要であり、そのような状況で燃料を取り出す必要があるのは燃料セル22A、22Bのみであることが分かる。したがって、シュラウド12の内面14の検査を行ううえで燃料セル22から取り出さなければならない燃料の量が抑えられるため、シュラウド12の内面14の検査に要する時間と労力が減少するという利点が得られる。
As can be seen in FIG. 2, the
さらに、図2に示すように、炉心板20には複数のソケット(参照符号24A、24B、24C、24Dで略示)が設けられており、それらは集合的または個別に参照符号24で表すことがある。各燃料セル22は、ツール4の結合部(以下で詳述)を差し込むように構成された一組のソケット24A、24B、24C、24Dを具備する。BWR10の運転時に、ソケット24は、原子炉燃料支持金具およびさまざまな燃料格子構造体を受け入れる。したがって、BWR10を検査する場合や、ツール4を用いる作業を行う場合、内面8の近くにある燃料セル22のうちの1つにツール4を装入するために、その燃料セルに入っている燃料を取り出す必要がある。後述のように、ツール4を操作できるようにするために、ツール4を装入する燃料セル22に隣接する別の1つまたは2つの燃料セル22から入っている燃料を取り出す必要があるかもしれない。
Further, as shown in FIG. 2,
図1からわかるように、ツール4はアンビリカル30を介してコンピュータシステム28に接続されている。コンピュータシステム28は、キーボード、ジョイスティック、その他の制御入力デバイスなどさまざまな入力デバイスを含む入力装置を有する。コンピュータシステム28はさらに、さまざまな出力デバイス(非限定的な例として画像ディスプレイ、プリンタ、スピーカーなどの音声出力システム)を含む出力装置を有する。コンピュータシステム28はさらに、入力装置および出力装置と通信関係にあり、その上でさまざまなルーチンを実行してツール4にさまざまな動作を行わせるプロセッサ装置を有する。ツール4とそのさまざまなサブアセンブリは、搭載されたアクチュエータが電動モータまたは空気圧作動式モータやシリンダなどを介して電子的に作動されるという意味で本質的にロボットであることを理解されたい。したがって、アンビリカル30は、ツール4の或る特定のサブアセンブリを作動させるために、ワイヤなどの形態の電子通信チャンネルだけでなく、ツール4に流体を供給する空気や他の流体チャンネルを含むことができる。この点に関して、コンピュータシステム28は、本発明の精神から逸脱することなく、ツール4と無線通信することができる。
As can be seen in FIG. 1, tool 4 is connected to
ツール4は、その長手軸34の方向に細長いフレーム32を含むと言える。ツール4はさらに、フレーム32の端部に位置する足装置36を含む。当該足装置は、ツール4を装入する燃料セル22のソケット28A、28B、28C、28Dに差し込むように構成された一組の4つの足38を有する足アセンブリ37を含む。この点に関して、足38は、BWR10のさまざまな部品(非限定的な例として、BWR10の燃料支持金具、制御棒案内管、炉心板20のうちの1つ以上)のうちの任意の部品に嵌合することができる。燃料支持金具は、制御棒案内管の最上部に着座する原子炉機材の一部である。制御棒案内管の最上部は、炉心板20の最上部より若干突出し、燃料支持金具の重量を支える。制御棒案内管および/または燃料支持金具が取り外されている場合は、例えばツール4を案内管の中または炉心板20の上に設置できるように、必要に応じて足38の構造を変えればよい。
The tool 4 can be said to include a
足装置36はさらに、フレーム32を足38に対して回転軸(例示する実施態様では長手軸34に一致する)を中心として旋回させる旋回機構40を含む。この点に関して、旋回機構40は、フレーム32と足38の間に歯車を介して接続されたモータ42を含む。当該モータは、通電または他の手段によって作動されると、旋回機構40を作動させ、フレーム32を足38に対してフレーム32の長手軸34を中心として旋回させる。より具体的には、図11Aに示すように、モータ42はシャフト39と、シャフト39上のピニオンギア41を含む。足アセンブリ37上には、ピニオンギア41が係合する反動歯車43もあり、モータ42が通電または他の手段によって作動されると、フレーム32が足38に対してフレーム32の長手軸34を中心として旋回する。フレーム32の端部と足アセンブリ37の間には、フレーム32が足38に対して旋回する際の摩擦を減らすために、軸受45が挿入されている。例示する実施態様において、軸受45は深溝玉軸受であるが、本発明の精神から逸脱することなく他の種類の軸受を使用できる。
例えば、図1に示すように、フレーム32の前面46と見なされる部分の内側には、細長い空間44がある。この内部空間44は、長手軸34の方向に細長い。フレーム32はさらに、前面46の反対側の背面48(図2)と、その背面48とフレーム32の一対の側面51A、51Bとの間にそれぞれ延びる一対の面取り部50A、50Bとを有すると言うことができる。図2からわかるように、面取り部50A、50B(集合的または個別に参照符号50で表すことがある)があるため、フレーム32と、ツール4が設置された燃料セル22に隣接する燃料セル22との間に隙間が形成される。この隙間があるため、旋回機構40がフレーム32を炉心板20に対して旋回させても、フレーム32が隣接する燃料セル22にある燃料に当接したり係合したりする有意なリスクは存在しない。面取り部50は、本発明の精神から逸脱することなく、円弧状や弓状などの異なる構成および輪郭にしても、また、背面48および側面51A、51Bと成す角を変えてもよい。
For example, as shown in FIG. 1, there is an elongated space 44 inside what is considered the
例えば、図1、2からわかるように、フレーム32の足装置36とは反対側の端部には頭部47がある。頭部47は、長手軸34を横断する面上で円形である。頭部47には、カメラ53などの別のデバイスを受け入れ可能な出入口49が設けられている。カメラ53は、典型的にはケーブル55を介してビデオシステムに接続されるが、ケーブル55がアンビリカル30の一部のこともある。旋回機構40をツール4の最上端ではなく最下端に設置することにより、頭部47の内部に、カメラ53または他のデバイスを受け入れる出入口49を設けるのに有利な十分な自由空間が存在する。出入口49は内部空間44内へのアクセス、すなわち、例えばツール4の垂直上方の領域から内部空間44へのアクセスを可能にする。例えば、カメラ53を出入口49を介して内部空間44に挿入すると、デバイス6の動作およびツール4が働く状況を遠隔監視することができる。
For example, as can be seen in FIGS. 1 and 2, the end of the
さらなる利点は、旋回機構40が足装置37とフレーム44の間にあってフレーム44全体を足38に対して旋回させる構成のため、フレーム44を長手軸34を中心として旋回させることにより、BWR10内の水中でアンビリカル30を移動できることである。すなわち、燃料セル22から燃料を取り出す或る特定の状況において、例えば、BWRの内部空間は空きが少ないため、アンビリカル30と取り出される燃料とが物理的に衝突する可能性がある。したがって、旋回機構40を作動させることにより、フレーム44を旋回させて、アンビリカル30をBWR10の水中で再配置すると、アンビリカル30と取り出される燃料の物理的衝突を回避できる利点がある。
A further advantage is that pivoting
ツール4は、図11に示すようにフレーム32上に設置され、駆動モータ54と駆動ねじ56を含む昇降装置52をさらに含む。駆動ねじ56は、従動体58(図16)と協働する。駆動モータ54は、ねじジャッキまたは他の形態の細長い螺設装置である駆動ねじ56に作動的に接続され、駆動ねじ56は従動体58と螺合接続関係にある。図16に示すように、従動体58はマニピュレータ装置60に連結されている。図8、10、11からわかるように、駆動モータ54が通電または他の方法によって作動され、駆動ねじ56が内部空間44内で回転すると、駆動ねじ56と螺合接続関係にある従動体58とマニピュレータ装置60とがフレーム32の長手軸34に沿って並進する。例えば、図1におけるマニピュレータ装置60のフレーム32に対する位置と、図3におけるマニピュレータ装置60のフレーム32に対する位置とは異なる。内部空間44内のそのような長手軸34沿いのマニピュレータ装置60の並進は、昇降装置52の駆動モータ54を通電または他の方法によって作動させ、駆動ねじ56により、それと螺合接続関係にある従動体58を長手軸34沿いに並進させることにより起こる。
The tool 4 further includes a
例えば、図1、16からわかるように、マニピュレータ装置60は、相互接続された延伸装置62と回転装置64とを含むと言える。延伸装置62は昇降装置52上に設置され、回転装置64は延伸装置62上に設置されている。
For example, as can be seen from FIGS. 1 and 16, the
延伸装置62は、4バーリンク機構66および駆動体68を含むと言える。図16に最もわかりやすく示すように、4バーリンク機構66は、従動体58を搭載するスタンド69と、スタンド69に旋回自在に接続されスタンド69から離れる方向に延びる第1のリンク70および第2のリンク72と、スタンド69とは反対側の第1のリンク70および第2のリンク72の端部に旋回自在に接続された本体74とを含むと言える。スタンド69、第1のリンク70、第2のリンク72および本体74の組み合わせが、4バーリンク機構66として機能する。
The stretching
図16~18からわかるように、駆動体68は、スタンド69と第1のリンク70との間を延びて両者を作動的に接続する。駆動体68は、例えば空気圧シリンダ、ステッピングモータ、および長さが可変で、4バーリンク機構66を例えば図9~12に略示するような収縮位置と図1、3、5に略示するような延伸位置の間で作動させる構成の他の同様のデバイスのような多種多様なデバイスのうちの任意のデバイスでよい。以下に詳述するように、4バーリンク機構66は、ツール4を燃料セル22に装入したり燃料セル22から取り出したりするときは、例えば図9~12に示す収縮位置にある。一方、延伸装置62は、燃料セル22内に設置されたツール4が検査や他の作業を行うときに、一般的に図1、3、5に例示するような延伸位置にある。
16-18,
例えば、図13~15からわかるように、回転装置64は本体74上に設置されている。回転装置64は、参照符号76A、76B(集合的または個別に参照符号76で表すことがある)で略示される一対のアクチュエータを含むと言える。回転装置64はさらに、本体74上に旋回自在に設置されたクランク78と、クランク78上に設置された台座80とを含む。アクチュエータ76A、76Bはそれぞれ、本体74に取り付けられた静止部として機能するシリンダ82A、82Bを含む。さらに、アクチュエータ76A、76Bはそれぞれ、対応するシリンダ82A、82Bに対して伸縮方向に移動可能な作動部として機能するピストン84A、84Bを含む。ピストン84A、84Bは、クランク78に作動的に接続されている。図15からわかるように、アクチュエータ76Aの伸縮方向とアクチュエータ76Bの伸縮方向は実質的に互いに平行である。したがってアクチュエータ76の伸縮方向は、実質的に互いに平行であると言える。さらに、アクチュエータ76A、76Bは隣り合わせに配置されている。この点に関して、マニピュレータ装置60は、第1のリンク70および第2のリンク72との接続部とは反対側の本体74の端部に自由端部85があることがわかる。台座80は自由端部85に隣接し、アクチュエータ76は共に、クランク78から自由端部85からの離れる方向へ延びている。図15からわかるように、一方のアクチュエータ76が延伸し、それと同時にもう一方のアクチュエータ76が収縮すると、クランク78の両端部に互いに反対向きの2つの力が同時にかかるため、台座80が本体74に対して回転する。アクチュエータ76をこのように巧妙に配置して同時に作動させると、有利なことに、本体74の自由端部85が台座80のごく近くに来るため、以下に詳述するように、スタンド69からの長手軸34に沿う方向のデバイス6のリーチを所望の如く長くすることができる。
For example, as can be seen from FIGS. 13-15,
例えば、図1、16、17からわかるように、ツール4はさらに、回転装置64の台座80上に設置された往復移動装置86を含む。より具体的には、往復移動装置86は、台座80上に設置されたプラットフォーム88と、プラットフォーム88上に移動自在に設置された支持部90を含むと言える。プラットフォーム88は、互いに反対側の第1の側面91Aおよび第2の側面91Bを有すると言える。往復移動装置86はさらに、プラットフォーム88と支持部90の間を延びるベルト92と、支持部90上に設置された取り付け台94を含み、取り付け台94は例えば、支持部90とデバイス6の間に介在するジンバル装置を含む。往復移動装置86はさらに、プラットフォーム88と支持部90の間を延びて両者を作動関係にする駆動機構96を含む。
For example, as can be seen from FIGS. 1, 16 and 17, the tool 4 further includes a
往復移動装置86はさらに、プラットフォーム88上に回転自在に設置され、支持部90と係合する複数の保持ホイール98を含む。例示する実施態様の保持ホイール98は2対あり、一方の対の保持ホイール98は支持部90の第1の部分を移動自在に挟持し、もう一方の対の保持ホイール98は支持部90の別の部分を移動自在に挟持する。同様に、取り付け台94には一組の4つの位置決めホイール99が回転自在に取り付けられており、これらの位置決めホイール99の各対は同様に支持部90の互いに反対方向の側面に配置され、支持部90の2つの異なる部分に係合する。
支持部90は、より具体的には、プラットフォーム88に対して凹状で、半径が一定の円弧状の細長いフランジ100を含むことがわかる。すなわち、フランジ100の曲率半径の方向は、フランジ100に対してプラットフォーム88が位置する方向と同じである。フランジ100は、互いに反対側の第1の端部101Aおよび第2の端部101Bを有する。フランジ100の第1の端部101Aは、概してプラットフォーム88の第1の側面91Aから離れる方向に延び、また、フランジ100の第2の端部101Bは、概してプラットフォーム88の第2の側面91Bから離れる方向に延びる。支持部90はさらに、フランジ100上に形成された歯付きラック102を含む。駆動機構96は、歯付きラック102の複数の歯と係合して、取り付け台94をマニピュレータ装置60に対して複数の位置の間で移動させる。
It can be seen that
例えば、図1、3、19、20は、往復移動装置86が中央位置にある状態を示す。例示する実施態様において、この中央位置は、取り付け台94が、フランジ100上において、第1の端部101Aおよび第2の端部101Bから等距離で、プラットフォーム88に最も近く、プラットフォーム88に重なる位置である。図5~8および図16は、往復移動装置が、支持部90と取り付け台94(したがってデバイス6)をフレーム32から円弧方向に最も離隔させる一方の先端位置にある状態を示す。図5~8に示す位置において、フランジ100の第1の端部101Aとプラットフォーム88の第1の側面91Aの間隔は、フランジ100の第2の端部101Bとプラットフォーム88の第2の側面91Bの間隔より相対的に大きい。同様に、図17は、往復移動装置が、プラットフォーム90と取り付け台94(したがってデバイス6)をマニピュレータ装置60から反対側の円弧方向に最も離隔させた、マニピュレータ装置60に対して別の先端位置にある状態を示す。図17の位置において、フランジ100の第1の端部101Aとプラットフォーム88の第1の側面91Aの間隔は、フランジ100の第2の端部101Bとプラットフォーム88の第2の側面91Bの間隔より相対的に小さい。すなわち、図17において、フランジ100の第2の端部101Bとプラットフォーム88の第2の側面91Bの間隔は、フランジ100の第1の端部101Aとプラットフォーム88の第1の側面91Aの間隔より大きい。図21は、往復移動装置の、例えば図19に示す中央位置と、例えば図16に示す一方の先端位置との間の中間的な位置を示す。往復移動装置86は、例えば図16に示す一方の先端位置と例えば図17に示すもう一方の先端位置の間のすべての位置の間を連続的に移動可能であり、取り付け台94(したがってデバイス6)を図16と図17に示す2つの先端位置の間で円弧方向19に移動させることができる。
For example, Figures 1, 3, 19 and 20 show the
例えば、図19、21からわかるように、ベルト92は、参照符号104A、104Bで示す2つの固着位置を有し、フランジ100の互いに反対側の端部101A、101Bに隣接して配置された参照符号105A、105Bで示す一対のプーリの周りを延びて閉ループを形成する。ベルト92はさらに、そのほぼ中間点でプラットフォーム88に固着されるが、その中間点がもう一つの固着位置104Cである。
For example, as can be seen in FIGS. 19 and 21, the
図22からわかるように、駆動機構96は、プラットフォーム88上に設置されたモータ106を含み、モータ106から延びるシャフト108は中間の傘歯車112を介して歯車列110と接続関係にある。歯車列110は、支持部90のラック102に噛み合う駆動歯車114を含む。通電または他の手段によってモータ106のシャフト108が回転すると、駆動歯車114が回転して、支持部90をプラットフォーム88に対して移動させる。その理由は、プラットフォーム88がマニピュレータ装置60の台座80に固着されているからである。ベルト92は固着位置104Cでプラットフォーム88に固着されているため、図21に示すように、支持部90が図19に示す中央位置から図16に示す一方の先端位置の方へ移動すると、ベルト92の引張力が取り付け台94の固着位置104Aにかかり、この力が、取り付け台94を位置決めホイール99とともに、支持部90の長手方向にフランジ100の第1の端部101Aの方へ移動させる。また、そのような取り付け台94の移動は、概してプラットフォーム88の第1の側面91Aから離れる方向であると言える。
As can be seen in FIG. 22, the
支持部90がプラットフォーム88に対して円弧方向19に移動する距離の増分に比べて、取り付け台94がプラットフォーム88に対して円弧方向19に移動する距離の増分は2倍である。これは、ベルト92をフランジ100の凹面(すなわちラック102が形成された表面)とその反対側の凸面の上に向きを変えて張設することによって実現される。例えば、図21において支持部90が円弧方向19に左方へ1インチ動くと、ベルト92の一部が支持部90の凹面と凸面のそれぞれで1インチの距離だけ引っ張られる。ベルト92は固着位置104Cにおいてプラットフォーム88に固着されているため、取り付け台94は円弧方向19に、図21で左方へ1インチ+1インチの合計2インチ移動する。図16、17の両先端位置の間で取り付け台94が円弧方向19に移動する距離は、支持部90の円弧方向の長さよりはるかに大きい。支持部90の或る特定の部分は、プラットフォーム88上の複数対の保持ホイール98の間に外れないように保持される必要があるが、上述した幾何学的関係により、取り付け台94およびその上に設置されたデバイス6を円弧方向に、支持部90の円弧方向19の移動距離の2倍近い距離にわたって移動させることができる。さらに、駆動機構96とベルト92の構成の組み合わせにより、単一の駆動機構96だけで支持部90と取り付け台94の両方を駆動することができる。
The incremental distance that mount 94 moves in
ツール4を使用するためにBWR10に装入するには、マニピュレータ装置60をまず、図9~12に略示するような収縮位置に収める。図9~12からわかるように、収縮位置では、往復移動装置86と搭載されたデバイス6とは完全に内部空間44内に収まるため、ツール4を燃料セル22のうちの1つに長手方向に装入することが可能である。収縮位置において、縦長の支持部90は概して長手軸34と一直線である。マニピュレータ装置60は通常、ツール4を装入する燃料セル22のソケット24に足38が係合するまでは、収縮位置に保たれる。次に、駆動機構68を作動(例示する実施態様では延伸)させて、マニピュレータ装置60を図9~12に示す収縮位置から延伸位置に移動させることができる。延伸位置において、支持部90は内部空間44の外に位置し、縦長の支持部90は長手軸34とほぼ一直線である。次いで、回転装置64のアクチュエータ76を作動させて、往復移動装置86を延伸位置と展開位置の間で旋回させることができる。展開位置では、図4に略示するように、支持部90の縦長の本体が回転装置64によって回転される結果、長手軸34をほぼ横断する方向に向いている。
To load the
また、上述の操作において、フレーム32を足38に対して長手軸30を中心として旋回させて、図2に略示するように、弓状のプラットフォーム88をシュラウド12の弓状の内面14に沿う位置に移動させるために、足装置36のモータ42を通電または他の手段によって作動させる必要があるかもしれない。この点に関して、駆動体68の作動により支持部90が内部空間44から外に出ている限り、マニピュレータ装置60と旋回機構40を図9~12に示す位置と図2に示す位置との間において作動する順序は概して任意でよいことがわかる。例えば、所与の状況で、まず旋回機構40を作動して、フレーム32を図2に略示する位置に移動させたあと、駆動体68を作動して、プラットフォーム88全体を、内部空間44の外側ではあるが、内面14の直ぐ近くではないところに配置するのが望ましいことがある。次いで、回転装置64を通電または他の手段によって作動させて、台座80を約90度回転させ、縦長の支持部90を概して長手軸34を横断する向きに配向する。その後、図2に略示するような位置になるまで、駆動体68をさらに作動させて支持部90を内面14に近いところへ移動させる。したがって、回転装置44を通電または他の手段によって作動させるまえに支持部90が内部空間44の外側で延伸位置にある限り、図2の位置関係を実現するための作動は概して任意の順序で行うことができる。
Also in the above operation,
図2は、例えば図1、3、4と同様に中央位置にある往復移動装置86を示す。駆動機構96を通電または他の手段で作動させると、往復移動装置86を中央位置から図16、17に示す両先端位置の間へ移動させるとともに、取り付け台94とその上に搭載されたデバイス6を、図4に示す所与の垂直高さで、内面14に沿った複数の異なる位置の間を円弧方向19に移動させることができる。往復移動装置86を例えば図16、17に示す2つの先端位置の間で移動させた後、昇降装置52を通電または他の手段によって作動させて、マニピュレータ装置60、往復移動装置86、取り付け台94、および当該取り付け台94に搭載されたデバイス6を、図4に示す前の垂直位置から、上方または下方の別の垂直位置へ移動させることができる。
FIG. 2 shows the
例えば、ツール4は当初、シュラウド12に対して、図2、4に示す位置、すなわち、自由端部85がスタンド69から足38の方向(図2、4の上で下向き)へ延びる位置で展開させることができる。この動作形態を、マニピュレータ装置60の第2の動作形態と呼ぶことができる。図16、17に示す円弧方向の両先端位置の間で往復移動装置86を移動させるたびに、昇降装置52を作動させて往復移動装置86を軸方向17において下向きに漸進させることができる。そのような円弧方向と軸方向の移動を交互に行わせると、往復移動装置86(したがってデバイス6)が内面14の円周方向区間に沿って順次移動しながら、例えば下方へ移動し、最終的には、図4に略示する位置から下方の水平溶接部18に至るまでのシュラウド12の大きな円周区間を検査することになる。
For example, the tool 4 is initially deployed relative to the
この点に関して、図6からわかるように、昇降装置52上のマニピュレータ装置60の自由端部85がスタンド69から概して足38の方へ延びるようにマニピュレータ装置60を位置決めすると、往復移動装置86(したがってデバイス6)をシュラウド12の非常に低い垂直位置へ移動させることができる。これにより、例えば水平溶接部18の検査が可能になる。その後、ツール4を燃料セル22から取り出して部分的に分解し、昇降装置52上のマニピュレータ装置60を例えば図1に略示するような第1の動作形態にすることができる。この動作形態では、マニピュレータ装置60の自由端部85は、スタンド69から概して足38から離れる方向へ延びる。ここで言及する第1の動作形態と第2の動作形態は、特定の順序で作動することを提案するものではない。
In this regard, as can be seen in FIG. 6, positioning the
図1に略示するようにマニピュレータ装置60が第2の動作形態にあるツール4を燃料セル22内に再配置すると、昇降装置52を作動させてマニピュレータ装置60を往復移動装置86およびデバイス6とともに軸方向17に沿って非常に高い位置へ垂直に移動させることにより、上部格子板26に隣接する領域のシュラウド12を検査することができる。マニピュレータ装置60が図1と図5に示す2つの動作形態の間で切り替え可能であるため、マニピュレータ装置60の動作形態を交互に変えると、デバイス6は例えば検査または他の目的でシュラウド12の垂直方向の全範囲にアクセスできる。繰り返し述べるが、ツール4が所与の燃料セル22に装入された状態で往復移動装置86を作動させると、取り付け台94(したがってデバイス6)を、検査または他の目的で、支持部90の円弧方向19の長さの2倍近い長さの帯状領域にアクセスさせることができる。フレーム32の最上部に柄部116があるため、ツール4を吊上げ機構に接続して、ツール4を対応する燃料セル22内に下ろしたり、そこから取り出したりすることができる。
Upon repositioning of the tool 4 in the
前述のすべての操作およびデバイス6の制御、例えば、検査時におけるデバイス6からの超音波データの検出、シュラウド12と相互作用する別種のデバイス6の制御は、コンピュータシステム28で行うことができる。したがって、ツール4および往復移動装置86の構成は、シュラウド12の内面14への迅速なアクセスと、それによる内面14の検査や他の操作の迅速な実施を可能にするという利点がある。その他の利点も明らかとなるだろう。
All of the aforementioned operations and control of device 6, eg, detection of ultrasound data from device 6 during examination, control of other types of devices 6 that interact with
本発明の特定の実施態様について詳しく説明してきたが、当業者は、本開示書全体の教示するところに照らして、これら詳述した実施態様に対する種々の変更および代替への展開が可能である。したがって、ここに開示した特定の配置構成は説明目的だけのものであり、本発明の範囲を何ら制約せず、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に記載の全範囲およびその全ての均等物を包含する。
Although specific embodiments of the invention have been described in detail, those skilled in the art can develop various modifications and alternatives to those detailed embodiments in light of the teachings of the entire disclosure. Therefore, the specific arrangements disclosed herein are for illustrative purposes only and do not in any way limit the scope of the invention, which is defined by the full scope of the appended claims and all equivalents thereof. contain things.
Claims (6)
当該ツール上に設置するように構成され、互いに反対側の第1の側面(91A)および第2の側面(91B)を有するプラットフォーム(88)と、
当該プラットフォーム上に設置される細長い支持部(90)であって、互いに反対側の第1の端部(101A)および第2の端部(101B)を有し、当該プラットフォームに対して長手軸の方向の第1の方向へ移動可能であり、当該第1の方向は移動により当該第1の端部が当該第1の側面から相対的に離れる方向であり、さらに当該第1の方向とは反対の第2の方向へ移動可能であり、当該第2の方向は移動により当該第2の端部が当該第2の側面から相対的に離れる方向であることを特徴とする支持部(90)と、
細長い可撓性のベルト(92)であって、その長さ沿いの1つ以上の位置(104A、104B、104C)で当該プラットフォームに固着され、当該支持部の少なくとも一部の周りを延びて閉ループを形成し、当該支持部が当該第1の方向および当該第2の方向へ移動すると当該支持部の当該少なくとも一部との間で相対的に移動するベルト(92)と、
当該ベルト上に設置され、当該デバイスを搬送するように構成された取り付け台(94)と、
当該支持部と当該プラットフォームおよび当該ベルトのうちの一方との間に作動的に延びる駆動機構(96)であって、当該往復移動装置をその第1の状態と第2の状態の間で移動させるように作動可能な駆動機構(96)とを具備し、
当該第1の状態において、当該第1の側面から延びている当該支持部の部分は当該第2の側面から延びている部分より相対的に大きく、当該取り付け台は相対的に当該第2の端部よりも当該第1の端部の近くに位置しており、
当該第2の状態において、当該第2の側面から延びている当該支持部の部分は当該第1の側面から延びている部分より相対的に大きく、当該取り付け台は相対的に当該第1の端部よりも当該第2の端部の近くに位置していること
を特徴とする往復移動装置(86)。 configured for mounting on a tool (4) receivable in an interior region (8) of a core shroud (12) of a boiling water reactor (10) and for carrying a device (6) into said interior region. a reciprocating device (86) comprising:
a platform (88) configured to be mounted on the tool and having first and second opposite sides (91A) and (91B);
An elongated support (90) mounted on the platform and having first and second ends (101A) and (101B) opposite to each other and having a longitudinal axis with respect to the platform. direction in a first direction, the first direction being the direction in which movement causes the first end to move away from the first side surface, and is opposite to the first direction a support (90) movable in a second direction of the movement, the second direction being the direction in which the movement moves the second end relatively away from the second side; ,
An elongated flexible belt (92) secured to the platform at one or more locations (104A, 104B, 104C) along its length and extends around at least a portion of the support to form a closed loop. and moving relative to said at least a portion of said support as said support moves in said first direction and said second direction;
a mount (94) mounted on the belt and configured to carry the device;
a drive mechanism (96) operatively extending between the support and one of the platform and the belt for moving the reciprocator between its first and second states; a drive mechanism (96) operable to
In the first state, the portion of the support extending from the first side is relatively larger than the portion extending from the second side, and the mount is relatively wide at the second end. located closer to the first end than the part;
In the second state, the portion of the support extending from the second side is relatively larger than the portion extending from the first side, and the mount is relatively close to the first end. A reciprocating device (86) characterized in that it is located closer to said second end than to the part.
The mount is secured to the belt and the reciprocating device moves between the first state and the second state when the support is moved relative to the platform by operation of the drive mechanism. 6. The reciprocating device of claim 5, wherein relative movement occurs between said belt and said first and second positions when moving.
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